考虑状态差异性聚类的空调负荷直接负荷控制动态优化方法

计及了分散式空调负荷参与调控初始状态的不确定性及参数差异性,提出了适用于大量分散式空调负荷的聚类分组方法及直接负荷控制(DLC)分组轮控动态优化方法。在聚类分组过程中,以空调负荷可调控潜力为聚类目标,在保证DLC可操作空间的基础上充分发挥空调负荷的调控潜力。在DLC分组轮控动态优化过程中,通过合理选择优化周期,修正模型误差与温度预测带来的调控误差,使得空调负荷出力与调度计划更加吻合,同时保证了用户的舒适度需求。仿真算例验证了所提方法充分发挥分散式空调负荷调控潜力的良好效果。     

计及用户舒适度的电热水器多目标优化控制策略

需求响应通过电价或激励信号引导电力用户改变用电行为,提高电力系统的经济性和可靠性,用户的舒适度是需求响应项目在实行过程中需要考虑的重要内容。电热水器用量大、储热性较好,是重要的需求响应资源。文中以自动混水恒温型电热水器为研究对象,提出一种兼顾经济需求和舒适度的灵活调控方案,建立水箱热力学模型与自动混水阀控制系统,引入用电舒适度指标,建立了兼顾电费和舒适度指标的多目标优化模型;通过遗传算法优化求解,得到电热水器(EWH)最佳功率分布时段,并与传统控制策略和以最小化用电费用为目的的单目标优化策略进行对比,最后算例验证了该方法的有效性。     

计及用户决策不确定性与调频备用需求的空调负荷聚合策略

用户侧海量空调负荷资源可灵活参与电力系统频率调节服务,但调频效果易受用户行为决策不确定性影响。基于对传统聚合策略及其参与系统调频方案剖析,文章设计了面向用户决策不确定性及调频备用需求的空调负荷聚合框架。首先通过对系统一、二次调频特性分析,建立典型空调负荷动态响应模型,并给出考虑空调负荷动态响应的电力系统频率误差量化与计算方法;其次,提出基于风险规避多臂机理论的海量空调负荷聚合策略,通过引入组合在线学习思想学习用户的用电习惯,有效降低用户行为决策不确定性给调频带来的影响。仿真结果与对比分析标明,所提空调负荷聚合策略在综合考虑用户自主选择参与或退出等不确定扰动下,具备更优的参与系统调频能力。     

计及用户响应负荷颗粒度的精准切负荷控制方法

切负荷控制是电力系统稳定运行和效率优化控制的关键技术之一,针对分钟级精准切负荷效率优化控制中负荷过切率优化问题,提出了一种计及用户响应负荷颗粒度的精准切负荷控制方法。首先以用户响应负荷颗粒度大小为切入点,采用需求响应策略,削减待切用户响应负荷颗粒度;其次,通过负荷分级建模,构建了基于最小负荷过切率的精准切负荷优化模型;最后通过算例分析,对比传统最小过切率精准切负荷控制方法和所提方法,结果表明,所提方法能够有效降低负荷过切率和负荷过切率波动性,验证了所提方法的有效性。     

考虑用户缴费满意度与用电舒适度的用电优化策略

随着智能家电的广泛应用以及负荷监测技术的发展,家庭可控负荷的优化调度已经成为虚拟电厂技术的重要研究内容。考虑家庭用户用电经济性和舒适度,提出一种综合考虑家庭用户电力负荷关联度和用电舒适度与缴纳电费满意度的多目标用电模型。根据用户的负荷特性,建立刚性负荷和柔性负荷的数学模型及其约束条件。引入负荷使用关联矩阵调整负荷运行时段参数,建立考虑用户用电舒适度与电费支出满意度的多目标用电模型,采用遗传算法对模型进行求解。算例分析结果表明所建立的优化策略能有效满足用户用电舒适度,实现用电经济性,为虚拟电厂中可控负荷的优化调度提供帮助。     

计及储能和空调负荷的主动配电网多目标优化调度

为了实现可再生分布式能源的充分消纳以及配网负荷峰谷差的降低,提出了一种考虑储能系统和空调负荷的主动配电网多目标调度优化方法。首先,基于空调负荷等效热参数模型和状态列队控制方法,给出了空调负荷虚拟电厂运行参数的计算方法。在此基础上,构建了一种以可再生能源功率削减量最小、配网运行费用最小和负荷曲线方差最小为目标的主动配电网优化调度模型。最后,采用多目标粒子群算法在改进的IEEE 33节点测试系统上对所提模型进行求解和仿真分析。仿真结果表明,所建模型可以有效地提升可再生能源的消纳能力,优化负荷曲线。     

考虑空调负荷需求响应的负荷恢复量削减方法

温控负荷的冷负荷启动特性导致停电后负荷量增加,使其可能超过系统的最大可恢复负荷量。为保证负荷恢复的顺利进行,以空调负荷作为温控负荷的代表,提出一种考虑需求响应的负荷恢复量削减方法。首先,建立了计及停电时间的空调负荷聚合功率估计模型,快速计算停电后的空调负荷聚合功率;然后,综合考虑暂态安全约束以及系统可提供的恢复功率,确定变电站单次最大可恢复负荷量;最后,基于空调负荷群聚合功率估计模型和变电站单次可恢复负荷量限值,利用需求响应技术削减负荷恢复量,保证单次负荷恢复量在限值之内。仿真结果表明,所提方法在不同场景下能够通过需求响应技术实现空调负荷恢复量削减,保证系统的可靠恢复。     

计及空调负荷等多类型需求侧资源的虚拟电厂优化运行策略

针对楼宇空调与其他类型需求侧资源的虚拟电厂内部协调优化问题,在对楼宇空调建模分析基础上,比较了楼宇空调启停控制和连续调节方式下用电量和室内温度变化特点,确定了适合于楼宇空调与虚拟电厂内部其他需求侧资源协调运行调节方式。进一步地,考虑楼宇用户舒适度分档和需求响应补偿价格,以区域供能成本最低为目标函数,建立了计及空调负荷的多类型需求响应资源的虚拟电厂协调优化模型,采用线性化方法处理非线性函数,将其转化为混合整数线性规划模型。算例表明:考虑用户舒适度的楼宇空调与虚拟电厂聚合的其他类型需求侧资源协调供能模式可有效的减少区域弃电量,同时降低楼宇本身耗电量,使得楼宇用户获取补偿收益。     

基于DLC的空调负荷双层优化调度和控制策略

空调负荷占电力终端设备的比重逐年增长,已成为峰荷最重要的组成部分,加深了中国高峰时段的供需矛盾,导致峰谷差进一步拉大。但同时空调负荷具有一定热存储能力,具备巨大的负荷调节潜力,可以通过需求响应纳入到电力系统调度中。为此,提出了基于直接负荷控制的空调负荷双层优化调度和控制模型。在宏观层模型中,根据负荷聚合商在各时段的空调负荷出力和报价,优化调度计划,最小化电力公司负荷调度成本;在微观层模型中,通过优化其管辖范围内空调负荷的控制策略,使得实际的空调负荷出力与调度计划尽可能保持一致并最大化其利益。通过算例分析说明了所提出模型的应用方法。     

空调负荷群分组控制方法

针对现有空调群负荷控制难以在兼顾降载效果和舒适度的条件下有效减少分组数、简化控制策略的问题,提出一种聚类分组及错峰控制方法。首先,以温变指数和特征温差为特征属性对受控端聚类分组;随后引入准备时间的概念,以分钟级空调总负荷峰值最小化为目标,优化聚合体分批进入受控期的错峰运行方案,由此尽可能保持降载期受控端状态的多样性、避免负荷波动。算例分析了所提出方法的特性和降载量调节机理,并从降载量调节特性、舒适度、负荷波形等方面将其与现有分组控制方法对比。结果表明:聚类分组及错峰控制方法通过错开聚合体进入受控状态的时间,能在较小分组数下实现迅速降载,并可较好地兼顾降载和舒适度两方面的要求。     

计及反弹负荷平抑的空调集群直接负荷控制研究

针对传统模型对需求响应的直接负荷控制过程中,对用户空调负荷自主退出问题以及控制结束后的负荷反弹现象考虑不足等问题,研究了直接负荷控制项目的实施过程,分析了导致用户退出直接负荷控制的因素,并以负荷反弹为切入点,给出负荷削减需求结束后允许用户在一定时间内继续受控的直接负荷控制(direct load control,DLC)长控方案,并建立以需求侧实际负荷削减量与需求偏差最小为目标的直接负荷控制调度和以机组经济性为目标的供需双方协同优化调度模型.算例仿真结果表明,所提控制方案能在满足需求响应实施方的负荷削减要求、提高机组调度能力的同时有效平抑反弹负荷.     

基于用户负荷特性的电价交叉补贴测算模型

妥善处理电价交叉补贴是输配电价改革的关键,对中国新一轮电力市场化改革的顺利推进至关重要。综合考虑中国输配电价改革和各电压等级各类电力用户的负荷特性,构建各电压等级各类电力用户电价交叉补贴测算模型并以中国北方某省为例进行实证测算与分析。结果表明：该省居民生活用户和农业生产用户为交叉补贴享受方,其中居民生活用户享受的交叉补贴最多,占这两类用户享受的交叉补贴总额的92.84%;大工业用户和一般工商业及其他用户为交叉补贴提供方,其中大工业用户提供的交叉补贴最多,占这两类用户提供的交叉补贴总额的51.59%;电压等级越低,居民生活用户和农业生产用户享受的电价交叉补贴程度越大。     

考虑空调负荷的微网联络线功率波动平抑方法

微网与电网并网后,其内部的可再生能源出力波动会对电网造成损害,需要配置储能装置平抑可再生能源出力的波动。作为温控负荷的一种,空调负荷具备一定的热存储能力,可将其视为储能装置。考虑利用空调负荷的储能特性,建立考虑空调负荷的微网联络线功率波动平抑模型。该模型引入不平衡电价对波动进行处罚,在满足用户热舒适度的前提下,通过合理安排空调的启停,平抑微网联络线上的功率波动。以联络线功率购买成本、联络线功率不平衡结算成本、空调用户激励成本等微网综合运行成本最小为目标。对联络线功率波动平抑效果进行了算例仿真,结果验证了所提模型的有效性。     

考虑脱硫补偿电价的厂内负荷优化分配

针对电网执行脱硫补偿电价政策,以及下达至机组的厂内负荷优化分配指令不能落入磨煤机接力区间要求,提出厂内负荷优化分配新模型;该模型以火电厂最终经济收益为目标,磨煤机接力区间作为不可分配区域约束条件引入。针对上述约束条件引入后,结合多精英保留策略,为不可行解设计一类基于边界信息的解修补方法,提高初始化与遗传操作的搜索效率。最后通过对某厂4台300 MW机组某日96点曲线的模拟分配,利润计算说明新的厂内负荷优化分配模型在补偿电价政策下带来了良好的经济效益,与其他不可行解处理方法的对比说明解修补策略的有效性。     

考虑多重因素的空调负荷聚合响应潜力评估及控制策略研究

空调负荷已成为电力系统重要的需求响应资源,但由于其类型差异性、接入分散性,造成调度中心难以直接获取其聚合功率并开展调度控制,限制了响应潜力发挥。对此,提出考虑空调负荷聚合响应潜力多类型资源协同调度与精准控制相结合的双层调控框架。在日前调度层,基于近似聚合模型获取空调负荷聚合功率,考虑用户热舒适度、意愿度及可控度等多重因素,建立空调负荷聚合响应潜力评估模型,获取其聚合响应潜力,并结合基础柔性负荷响应特性建立联合调度模型,充分挖掘负荷侧多类型资源参与系统调节的潜力;在日内控制层,针对执行降负荷调温控制策略中空调群组功率跌落现象,为引导其有序参与电网需求响应,建立变状态数的状态队列模型,并引入准备时间对参数异质空调集群进行分组控制,使空调负荷跟随调度计划,提升控制精度,缓解功率跌落对系统运行产生的影响。最后,通过某简化配网系统进行仿真分析,结果表明:所提双层调控框架在调度层可深度挖掘并引导利用空调负荷响应潜力,在控制层实现精准控制并削弱功率跌落负面影响,工程应用价值显著。     

计及负荷和电价不确定性的电力零售公司购电组合优化

随着我国电力市场改革的深化,售电侧随之逐步开放,已经成立了很多售电公司并参与了电力零售业务。如何构造在多个市场的购电组合优化策略是电力零售公司关注的重要问题。为发展电力零售公司的购电组合优化策略,必须适当考虑负荷需求和市场电价的不确定性从而进行风险管理。在此背景下,首先以h为单位构造了描述1天内的负荷需求和电力价格的日向量,并采用区间数来描述负荷和电价的波动范围。另一方面,模拟了零售公司在用户侧实施分时电价时对负荷调整和所占市场份额的影响。之后,以电力零售公司日利润总和最大为目标,建立了购电组合优化的强化区间线性规划(enhanced interval linear programming,EILP)模型,并采用解析方法求解。最后,采用美国PJM(Pennsylvania,New Jersey,Maryland)电力市场的负荷和电力价格实际数据,对所提出的方法做了说明。     

考虑变频空调负荷聚合调节的电网规划问题研究

在对变频空调负荷特性的研究基础上,建立变频空调负荷模型;在满足用户舒适度要求并约定用户补偿方案的情况下,确定以较低频率持续运行并固定操作时长的变频空调控制方法,并以此为基础设计一种直接易行的聚合控制算法,同时根据空调调控顺序的不同,分别达到充分利用负荷削减潜力或经济性最优两种目标;建立计入需求响应激励费用的电网规划模型进行优化求解,利用算例证明聚合控制方法和规划方案的有效性。     

考虑可中断负荷的大用户输电网过网费定价研究

大用户直购电是我国电力市场改革的必然趋势,将成为用户实施选择权的主要方式。根据大用户直购电交易的特点,提出一种考虑可中断负荷的大用户输电网过网费定价方法。该方法在综合考虑合同电量约束和中断负荷约束的前提下,建立了大用户中断阻塞管理模型。在此基础上,利用输电长期增量成本法(transmission long run incremental cost,T-LRIC)进行过网费定价。最后,以IEEE 30节点测试系统为例,验证了所提定价模型的正确性,并计算分析了不同交易量以及中断负荷对输电阻塞和过网费的影响。分析结果表明,通过合理配置合同电量及选择中断负荷,能够有效提高输电网的经济利用效率并改善线路阻塞延缓投资时间,过网费用也有所降低,为发电企业和大用户合理申报直购电量提供参考,有利于我国大用户直购电长期交易的开展。